GABA (Gamma-Aminobuttersäure)

Synthese: GABA wird aus Glutamat synthetisiert - durch das Enzym Glutamatdecarboxylase (GAD), das in zwei Isoformen vorkommt: GAD65 (synaptisch, für schnelle Signalübertragung) und GAD67 (zytosolisch, für den basalen GABA-Pool). Für diese Reaktion ist Pyridoxalphosphat (aktives Vitamin B6) als Cofaktor obligat. Ein Vitamin-B6-Mangel kann daher die GABA-Synthese direkt beeinträchtigen.

GABA-A-Rezeptoren: GABA-A ist ein ligandengesteuerter Chlorid-Kanal. Wenn GABA bindet, öffnet sich der Kanal, Chlorid strömt in die Zelle, und das Membranpotenzial wird hyperpolarisiert - die neuronale Erregbarkeit sinkt. GABA-A-Rezeptoren sind pentamere Komplexe aus verschiedenen Untereinheiten (α, β, γ, δ), deren Zusammensetzung bestimmt, wo der Rezeptor sitzt und wie er pharmakologisch reagiert. Benzodiazepine, Barbiturate, Ethanol und Neurosteroide wirken alle als positive allosterische Modulatoren an GABA-A - sie verstärken die GABA-Wirkung, öffnen den Kanal nicht selbst.

GABA-B-Rezeptoren: GABA-B ist ein G-Protein-gekoppelter Rezeptor, der über Second-Messenger-Kaskaden Kalium-Kanäle öffnet und Calcium-Kanäle schließt. Die Wirkung ist langsamer, aber anhaltender als bei GABA-A. GABA-B ist besonders an präsynaptischen Terminalen aktiv, wo er die Neurotransmitter-Freisetzung hemmt.

Glutamat-GABA-Balance: Das Gehirn befindet sich in einem ständigen Gleichgewicht zwischen Erregung (Glutamat) und Hemmung (GABA). Glutamat wird über GAD zu GABA umgewandelt, und GABA kann über die GABA-Transaminase (GABA-T) wieder zu Succinatsemialdehyd abgebaut werden, der in den Citratzyklus einfließt. Ein Ungleichgewicht - zu viel Glutamat oder zu wenig GABA - wird in der Forschung mit Angststörungen, Schlafstörungen, Epilepsie, chronischem Schmerz und neurodegenerativen Erkrankungen assoziiert.

GABA im Darm: Darmbakterien - insbesondere Lactobacillus- und Bifidobacterium-Stämme - produzieren ebenfalls GABA. Ob dieses mikrobielle GABA die Blut-Hirn-Schranke überquert, ist Gegenstand aktueller Forschung. Sicher ist, dass es über den Vagusnerv und lokale enterische Nervenzellen die Darm-Hirn-Achse beeinflusst.

GABA und Immunzellen: GABA-Rezeptoren finden sich auch auf T-Zellen, Makrophagen und dendritischen Zellen. GABA-Signaling in Immunzellen wird als potenziell entzündungshemmend untersucht - ein Beispiel für die Vernetzung von Nervensystem und Immunsystem (Neuroimmunologie).